VOLADURAS MASIVAS MEJORANDO FRAGMENTACIN Y ESTABILIDAD DE

PAREDES FINALES.

Ing. Martn E. Mendoza Jurez.Minera Yanacocha SRL.

Supervisor Senior Ingeniera Perforacin y Voladura.Supervisor Senior Ingeniera Perforacin y Voladura.e-mail: martin.mendoza@newmont.com

Ing. Jos L. Poma Fernndez.Minera Yanacocha SRL.

Ingeniero de Perforacin y Voladura III.e-mail: jose.poma@newmont.com

. Asesor: Arturo Cancec de Empresa Coviaci.

1. RESUMEN

En Minera Yanacocha se tena como procedimiento en el rea de voladura, lanecesidad de volar los taladros de produccin, minar, dar cara libre a las filasamortiguadas y volar, este proceso era muy lento y para cumplir con lo programadoen la produccin de onzas se deba minar un banco por mes, por lo que se toma lainiciativa de realizar este estudio para agilizar el proceso, mantener la estabilidad dellas paredes y no disminuir el rendimiento de los equipos de carguo.

Adicionalmente se tenia identificado un peligro potencial en la pared Norte del TajoChaquicocha, la existencia de fallas pre-existentes, catch bench reducidos(subestndar) y bloques colgados que presuponan condiciones de mala voladura decontrol. Bajo estas condiciones de inseguridad se planteo la modificacin del Diseocontrol. Bajo estas condiciones de inseguridad se planteo la modificacin del DiseoFinal del Tajo Chaquicocha ya que la continuidad de estos malos resultados pondra enriesgo el minado de los Bancos inferiores.

El presente trabajo se realizo con el fin de lograr voladuras masivas (produccin yprocedimiento) sin que estas afecten la estabilidad de las paredes del TajoChaquicocha y que no afecten la productividad (Dig Rate) de los equipos de carguo.Todos los resultados obtenidos fueron monitoreados con el fin de ubicar cualquierdesviacin.Todas las tcnicas usadas en el proceso de perforacin y voladura fueron usadas porprimera vez en MYSRL y son detalladas en cada tem dentro del capitulo Desarrollo yColeccin de Datos.

2. OBJETIVOS.

El desarrollo del trabajo presenta los siguientes objetivos:

- Realizar voladuras masivas (produccin y procedimiento) que no afecten la estabilidad de los taludes.

- Mantener o mejorar el Dig Rate de los equipos de carguo.

- Reducir el nmero de disparos, al ser voladuras con mayor cantidad - Reducir el nmero de disparos, al ser voladuras con mayor cantidad de taladros.

- Disminuir los tiempos de parada de equipos por voladura ( Palas, cargadores, perforadoras, equipos auxiliares, etc.), acelerando el tiempo de minado.

- Lograr beneficios econmicos en la reduccin de tiempo de minado por cada banco.

3. DESARROLLO Y COLECCIN DE DATOS

Para el desarrollo del trabajo se realizaron los siguientes trabajos en el orden indicado:

- Determinacin de las caractersticas geomecnicas del sectorEstimacin y validacin de las caractersticas del pre-corte (segn tipo de

roca).

- Monitoreo del filtro de vibraciones del pre-corte.

- Determinacin de los tiempos de detonacin.

- Calculo de los diseos de perforacin y carguo de explosivos en Procedimiento.

- Desarrollo de Voladuras Masivas.

- Evaluacin de resultados.

A continuacin desarrollamos cada tem:

3.1 DETERMINACIN DE LAS CARACTERSTICAS GEOMECNICAS DEL SECTOR

Las paredes de Chaquicocha presentan diferentes caractersticas geomecnicas, porlo que se realizaron mediciones de Cross Hole para medir la velocidad ssmica de laroca. Esto nos permitir determinar el explosivo a utilizar para fragmentar la roca ylos tiempos requeridos para colisionar las ondas en los taladros de una misma fila,entre otros.

Para Roca Media (en Chaquicocha), la velocidad ssmica de la roca es de 3,275m/seg. La distancia entre los gefonos fue de 3.2 metros y el tiempo recorrido porla onda fue 0.000977 segundos.

Para Roca Muy Dura (en Chaquicocha), la velocidad ssmica de la roca es de 4,781 m/seg. La distancia entre los gefonos fue de 3.5 metros y el tiempo recorrido por la onda fue 0.00073242 segundos.

El Departamento de Geotcnica de MYSRL proporcion un informe del laboratorio de mecnica de rocas de la Universidad Nacional de Ingeniera:

Para la roca suave, se tiene: Resistencia a la tensin de 4.5MPa, E= 16 GPaPara la roca mediana dureza: Resistencia a la tensin de 5.0MPa, E= 20 GPaPara la roca dura, se tiene: Resistencia a la tensin de 6.0MPa, E= 28 GPa

3.1.1 VELOCIDAD SISMICA EN ROCA MEDIA Y MUY DURA

Grafico 2. Medicin de Cross Hole para Roca Muy Dura (02

Grafico 3. Caracterizacin geomecnica del Talud de Tajo

Chaquicocha.

Grafico 1. Medicin de Cross Hole para Roca Media (02 mediciones).

Hole para Roca Muy Dura (02 mediciones).

3.2 ESTIMACIN Y VALIDACIN DE LASCARACTERSTICAS DEL PRE-CORTE (SEGN TIPO DEROCA)

El espaciamiento es el parmetro ms importante en el diseo de un pre-corte,ya que la creacin del plano de debilidad se obtendr si su dimensin es laadecuada. El algoritmo utilizado para el diseo de perforacin del pre-corte es elsiguiente:

( )T

TPrE += 2

Donde :

E : Espaciamiento entre taladros (pulgadas).r : Radio del taladro de perforacin (pulgadas).r : Radio del taladro de perforacin (pulgadas).P : Presin en el taladro de perforacin por la carga explosiva (PSI).T : Resistencia a la traccin dinmica de la roca (PSI).

( ) 4.2231069.1 Cr

RVP d =

Donde :

: Densidad del explosivo (gr/cc).Vd : Velocidad de detonacin del explosivo (pies/seg).R : Radio de la carga explosiva (pulgadas).r : Radio del taladro (pulgadas).C : Porcentaje del total de la columna cargada, expresada en decimal.

3.2.1 CAMBIO DE DISEO DE PRECORTE

Perforacin inclinada = 5 S = 1.5 m.

Perforacin inclinada = 5 S = 1.5 m.

Perforacin inclinada = 5 S = 1.8 m.

Grafico 4: No haygrietas entre taladros,solo quiebres alrededordel taladro.

La carga del pre-corteno es suficiente.

Grafico 5: Factor deCarga 1.2 Kg/m2,carga mayor a la dediseo.

El pre-corte quemadosolo y en formainstantnea.

La carga del pre-cortees demasiada.

Grafico 6: Factor deCarga 1.0 Kg/m2.

El pre-corte quemadosolo y en formainstantnea.

La carga del pre-corte esla adecuada.

3.3 MONITOREO DEL FILTRO DE VIBRACIONES DEL PRE-CORTE

Las componentes longitudinales antes y despus del pre-corte

Grafico 7:Antes del pre-corte: 480 mm/s.Despus del pre-corte: 185 mm/s.Filtro del pre-corte: 61% de filtro,que se considera como excelente.

Grafico 8: Vector suma antes y despus del precorte.

3.4 DETERMINACIN DE LOS TIEMPOS DE DETONACIN.

La Resistencia a la Compresin Uniaxial se encuentra desde 20 a 140 Mpa, sedenominara:- Roca blanda desde 20 a 70 MPa,- Roca de mediana dureza desde 71 a 120 MPa y- Roca dura sobre 121 MPa.Anlisis de la secuencia de retardos entre taladros para la produccin.

Los clculos se realizan a travs de la captura de la onda elemental y la aplicacinde La Grange, para esta clasificacin de rocas se tiene:- Tiempo / taladros para roca blanda : 5 milisegundos- Tiempo / taladros para roca media : 4 milisegundos- Tiempo / taladros para roca media : 4 milisegundos- Tiempo / taladros para roca dura : 3 milisegundos.- Tiempo / taladros para roca muy dura : 2 milisegundos.

En la secuencia de detonacin entre taladros la relacin ideal es de Espaciamientoefectivo/burden efectivo= 3,4

Anlisis de la secuencia de retardos entre filas.- Filas de produccin : 20 ms/mt de burden efectivo.- 2da. Fila Produccin (procedimiento) : 30 ms/mt de burden efectivo.- 1ra. Fila Produccin (procedimiento) : 35 ms/mt de burden efectivo.- Fila adyacente al pre-corte : 40 ms/mt de burden efectivo.

3.5 CALCULO DE LOS DISEOS DE PERFORACIN Y CARGUIO DE EXPLOSIVOS.

Grafico 9: 1 Banco(R. Suave, R. Media & R. Dura)

Grafico 10: 2 Banco(R. Suave, R. Media & R. Dura)

3.6 DESARROLLO DE VOLADURAS MASIVAS

Grafico 11. Secuencia de Detonacin V. Masiva

Uno de los aspectos de mayor tecnologa y conocimiento para lograr una excelentefragmentacin en gran cantidad de filas y a la vez absorber las vibraciones detodas las filas de produccin de manera de evitar el dao a las paredes se refiereal punto de iniciacin de la voladura.

3.7 EVALUACIN DE RESULTADOS

Tabla 1. Relacin de Pruebas de V. Masivas

Tabla 2. Anlisis de Dig Rate en zonas de Pruebas de V. Masivas

3.7.1 CALIDAD DE LAS PAREDES DE CHAQUICOCHA Y RESULTADOS DE VIBRACIONES MEDIDOS EN EL CAMPO.

R. blanda: PPV crtico: 760 mm/s y Modelo restrictivo: 190 mm/s.

R. media / blanda: PPV crtico: 819 mm/s y Modelo restrictivo: 205 mm/s.

R. dura: PPV crtico: 1,025 mm/s y Modelo restrictivo: 256 mm/s.

En general se requiere que no se supere la velocidad de partcula crtica, un modelo muy restrictivo y que asegura el mnimo dao a las paredes es PPVcritico.

As para los diferentes tipos de roca de Chaquicocha, tenemos:

Grafico 12. Roca suave 407 mm/s.Dentro del limite.

Grafico 12. Roca dura 198 mm/s.Por debajo del limite.

A 3m de la voladuraA 3m de la voladura

MYSRL puede realizar voladuras masivas (de produccin y procedimiento), se hanllegado a volar 725 taladros cercana a la pared, en donde la fragmentacin ha sidomejorada, alcanzando un Dig Rate de 5,643 ton/hr como promedio.

Se mejoro la estabilidad de las paredes, obteniendo vibraciones menores al 25% dela velocidad de partcula para el tipo de roca, llegando hasta solo 198 mm/s alrecibir la vibracin de 725 taladros.Para lograr estos resultados requiere de ciertos requisitos y condiciones operativas:

- El pre-corte a banco doble y volado antes de perforar la primera fila deproduccin.

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

produccin.- El inicio de la voladura debe ser en la primera fila de produccin.- La fila adyacente debe ser perforada en dimetro de 7 7/8.- Las 2 filas amortiguadas deben ser perforadas con dimetro de 9 7/8- Las filas de produccin deben ser perforadas en dimetro de 10 5/8.- El diseo de explosivos y secuencia entre taladros debe ser confeccionado enterreno, de acuerdo a la calidad de la roca, analizando el cutting de los taladros y lacalidad de formacin del taladro.- La fila adyacente y las filas amortiguadas tiene un diseo que depende del tipo

de roca y est.- Se sugiere disponer de cara libre, slo con el objeto de no afectar la zona donde

estamos direccionando las vibraciones.